Acht Grundlagen des Stahlrahmenbaus

I. Eigenschaften vonStahlstruktur

1. Das Eigengewicht der Stahlkonstruktion ist gering

2. Höhere Zuverlässigkeit der Stahlkonstruktionsarbeiten

3. Gute Vibrations- (Stoß-) Beständigkeit und Schlagfestigkeit von Stahl.

4. Höherer Industrialisierungsgrad der Stahlkonstruktionsfertigung.

5. Die Stahlkonstruktion kann präzise und schnell zusammengebaut werden.

6. Einfache Herstellung einer versiegelten Struktur.

7. Stahlkonstruktion ist leicht zu korrodieren.

8. Die Stahlkonstruktion weist eine geringe Feuerbeständigkeit auf.

II. Häufig verwendete Stahlkonstruktionsstahlsorte und -leistung China:

1. Kohlenstoffbaustahl: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275 usw.

2. Niedriglegierter, hochfester Baustahl.

3. Hochwertiger Kohlenstoffbaustahl und legierter Baustahl.

4. Spezialstahl.

III. Prinzip der Materialauswahl für Stahlkonstruktionen

Das Prinzip der Materialauswahl von Stahlkonstruktionen besteht darin, die Tragfähigkeit der tragenden Struktur sicherzustellen und unter bestimmten Bedingungen spröde Schäden zu verhindern, je nach Bedeutung der Struktur, Lasteigenschaften, Strukturform, Spannungszustand, Verbindungsmethoden, Stahldicke usw das Arbeitsumfeld und andere Faktoren, die umfassend berücksichtigt werden.

IV. Technischer Inhalt der Hauptstahlkonstruktion

(1) Hochhaus-Stahlkonstruktionstechnologie. Je nach Gebäudehöhe und Designanforderungen werden Rahmen, Rahmenträger, Zylinder und Riesenrahmenkonstruktion verwendet, und ihre Komponenten können aus Stahl, starkem Stahlbeton oder Stahlrohrbeton bestehen. Stahlkomponenten sind leicht und duktil, und es kann geschweißter Stahl oder Walzstahl verwendet werden, der für Ultrahochhäuser geeignet ist; starke Stahlbetonbauteile weisen eine große Steifigkeit und eine gute Feuerbeständigkeit auf, was für mittlere und hohe Gebäude oder Bodenkonstruktionen geeignet ist; Stahlrohrbeton ist einfach herzustellen und wird nur für Stützenkonstruktionen verwendet.

(2) Weltraumstahlkonstruktionstechnologie. Die Weltraumstahlkonstruktion zeichnet sich durch geringes Eigengewicht, große Steifigkeit, schöne Modellierung und schnelle Baugeschwindigkeit aus. Der Kugelknoten-Netzrahmen mit flacher Platte, der mehrschichtige Netzrahmen mit variablem Querschnitt und die Netzschale mit Stahlrohr als Stabelement sind die größte Raumstahlkonstruktion in China. Es bietet die Vorteile einer großen räumlichen Steifigkeit und eines geringen Stahlverbrauchs bei Entwurfs-, Konstruktions- und Prüfverfahren und kann ein vollständiges CAD bereitstellen. Zusätzlich zur Netzrahmenstruktur verfügt die Raumstruktur auch über eine großspannige Aufhängungskabelstruktur, eine Kabelmembranstruktur usw.

(3) Leichte Stahlkonstruktionstechnologie. Begleitet wird die Wand- und Dachkonstruktion aus hellem Stahl, die sich aus neuen Strukturformen zusammensetzt. Durch mehr als 5 mm starkes Stahlblech, geschweißt oder gewalzt, großer Querschnitt aus dünnwandigen H-Träger-Wandträgern und Dachpfetten, Rundstahl zu einem flexiblen Trägersystem und hochfesten Bolzen, die mit dem leichten Stahlkonstruktionssystem verbunden sind, kann der Säulenabstand angepasst werden Die Länge kann zwischen 6 und 9 m liegen, die Spannweite kann bis zu 30 m oder mehr betragen, die Höhe kann bis zu mehr als ein Dutzend Meter betragen und kann bis zu vier leicht hängend aufgestellt werden. Die Stahlmenge beträgt 20 bis 30 kg/m2. Jetzt gibt es standardisierte Designverfahren und spezialisierte Produktionsunternehmen, Produktqualität, schnelle Installation, geringes Gewicht, geringere Investitionen, der Bau ist nicht auf die Jahreszeit beschränkt, geeignet für eine Vielzahl von leichten Industriegebäuden.

(4) kombinierte Strukturtechnologie aus Stahl und Beton. Stahl- oder Stahlmanagement- und Betonkomponenten, bestehend aus Balken, Säulen, tragenden Strukturen für die kombinierte Stahl-Beton-Struktur, der Anwendungsbereich hat sich in den letzten Jahren erweitert. Die kombinierte Struktur aus Stahl und Beton bietet beide Vorteile: Gesamtfestigkeit, gute Steifigkeit, gute seismische Leistung, bei Verwendung einer externen Betonstruktur eine bessere Feuer- und Korrosionsbeständigkeit. Kombinierte Strukturbauteile können den Stahlanteil in der Regel um 15–20 % reduzieren. Die Kombination aus Bodenbelag und Stahlrohrbetonkomponenten bietet aber auch die Vorteile, dass weniger oder keine Stützform vorhanden ist, der Bau bequem und schnell ist und ein größeres Potenzial gefördert wird. Geeignet für mehrstöckige Gebäude oder Hochhäuser mit großer Belastung an Rahmenträgern, Säulen und Abdeckungen, Industriegebäude, Säulen und Abdeckungen usw.

(5) Hochfeste Bolzenverbindung und Schweißtechnik. Hochfeste Bolzen übertragen Spannung durch Reibung, indem Bolzen, Mutter und Unterlegscheibe aus drei Teilen bestehen. Mit den Vorteilen einfacher Konstruktion, flexibler Demontage, hoher Tragfähigkeit, guter Ermüdungsfestigkeit und Selbsthemmung, hoher Sicherheit usw. hat die hochfeste Bolzenverbindung das Nieten und teilweise Schweißen im Projekt ersetzt und ist zum Hauptprodukt geworden Verbindungsmittel bei der Herstellung und Installation von Stahlkonstruktionen. Für die in der Werkstatt hergestellten Stahlkomponenten sollte für dicke Platten das automatische Mehrdraht-Lichtbogen-Unterpulverschweißen und für kastenförmige Säulentrennwände Techniken wie das Elektroschlackeschweißen mit Schmelzauslauf eingesetzt werden. Halbautomatische Schweißtechnologie und gasgeschützte Fülldraht- und Selbstschutz-Flussdrahttechnologie werden im Installationsbau vor Ort übernommen.

(6) Technologie zum Schutz von Stahlkonstruktionen. Der Schutz von Stahlkonstruktionen umfasst Brandschutz, Korrosionsschutz und Rostschutz, der im Allgemeinen nach einer feuerfesten Beschichtungsbehandlung ohne Rostschutzbehandlung angewendet wird. In Gebäuden mit korrosiven Gasen ist jedoch weiterhin eine Korrosionsschutzbehandlung erforderlich. Es gibt viele Arten von feuerfesten Beschichtungen für den Haushalt, wie z. B. die TN-Serie, MC-10 usw. Zu den feuerfesten Beschichtungen MC-10 gehören Alkyd-Magnetfarbe, Chlorkautschukfarbe, Fluorkautschukfarbe und chlorsulfonierte Farbe. Bei der Konstruktion sollten geeignete Beschichtungen und Beschichtungsdicken entsprechend der Art der Stahlkonstruktion, den Anforderungen an die Feuerbeständigkeit und den Umweltanforderungen ausgewählt werden.

V. Ziele und Maßnahmen für den Stahlbau

Der Stahlkonstruktionsbau umfasst ein breites Spektrum an Aspekten und technischen Schwierigkeiten und muss bei seiner Förderung und Anwendung den nationalen und industriellen Standards und Normen entsprechen. Lokale Bauverwaltungsabteilungen sollten sich auf den Bau der speziellen Phase des Stahlkonstruktionsbaus konzentrieren, die Schulung des Qualitätsinspektionsteams organisieren und die Arbeitspraxis und Anwendung neuer Technologien rechtzeitig zusammenfassen. Hochschulen und Universitäten, Designabteilungen und Bauunternehmen sollten die Ausbildung von Stahlkonstruktionsingenieuren und -technikern beschleunigen und die ausgereifte Technologie des Stahlkonstruktions-CAD fördern. Akademische Massengruppen sollten bei der Entwicklung der Stahlkonstruktionstechnologie zusammenarbeiten, in großem Umfang akademische Austausch- und Schulungsaktivitäten im In- und Ausland durchführen und in naher Zukunft aktiv das Gesamtniveau der Stahlkonstruktionskonstruktion, -herstellung sowie der Bau- und Installationstechnologie verbessern für die Verbesserung belohnt.

VI. Verbindung von Stahlkonstruktionen

(A) Schweißnahtverbindung

Die Schweißverbindung erfolgt durch die vom Lichtbogen erzeugte Wärme, so dass der Schweißstab und die Schweißverbindung lokal schmelzen und die Kondensation zu einer Schweißnaht abkühlt, so dass die Schweißverbindung zu einer Einheit wird.

Vorteile: Schwächt den Querschnitt des Elements nicht, spart Stahl, einfache Struktur, einfache Herstellung, Verbindungssteifigkeit, gute Dichtungsleistung, einfache Verwendung unter bestimmten Automatisierungsbedingungen, hohe Produktionseffizienz.

Nachteile: Die Schweißnaht in der Nähe des Stahls kann aufgrund der hohen Schweißtemperatur zur Bildung einer Wärmeeinflusszone führen, wodurch einige Teile des Materials spröde werden. Der Schweißprozess von Stahl erfolgt durch die ungleichmäßige Verteilung von hoher Temperatur und Abkühlung, so dass die Struktur der Schweißnaht-Restspannung und Restverformung einen gewissen Einfluss auf die Tragfähigkeit, Steifigkeit und Leistung der Struktur hat; Schweißkonstruktion aufgrund der Steifheit der großen, lokal auftretenden Risse, die sich leicht auf das Ganze ausdehnen, insbesondere bei niedrigen Temperaturen anfällig für Sprödbruch; Bei Schweißverbindungen kommt es aufgrund der Steifigkeit zu lokalen Rissen, die sich insbesondere bei niedrigen Temperaturen leicht auf das Ganze ausdehnen. Sprödbruch; Wenn die Plastizität und Zähigkeit der Schweißverbindung schlecht ist, kann es beim Schweißen zu Fehlern kommen, so dass die Ermüdungsfestigkeit abnimmt.

(B)Schraubverbindung

Bei der Bolzenverbindung werden Bolzenbefestigungen wie Steckverbinder zu einem Ganzen verbunden. Bolzenverbindungen werden in gewöhnliche Bolzenverbindungen und hochfeste Bolzenverbindungen unterteilt.

Vorteile: einfacher Bauprozess, einfache Installation, besonders geeignet für die Installation vor Ort, auch leicht zu demontieren, geeignet für die Notwendigkeit, die Struktur und temporäre Verbindung zu installieren und zu demontieren.

Nachteile: Die Notwendigkeit, Löcher in der Platte zu öffnen und Löcher zu montieren, erhöht den Fertigungsaufwand und stellt hohe Präzisionsanforderungen an die Fertigung. Schraubenlöcher schwächen auch den Querschnitt des Bauteils, und die verbundenen Teile müssen häufig überlappt werden oder zusätzliche Hilfsverbindungsplatten (oder -winkel) haben, was zu einer komplizierteren Konstruktion und teurerem Stahl führt.

(K)genietete Verbindung

Die Nietverbindung besteht an einem Ende aus einem halbkreisförmigen vorgefertigten Nietkopf. Der Nagelstab wird rot gebrannt und schnell in die Nagellöcher im Verbinder eingeführt. Anschließend wird die Nietpistole verwendet, um auch am anderen Ende des Nagels zu vernieten Kopf, um die Verbindung herzustellen, um die Befestigung zu erreichen.

Vorteile: Nieten, zuverlässige Kraftübertragung, Plastizität, Zähigkeit sind besser, die Qualität ist leicht zu überprüfen und sicherzustellen, dass sie für schwere und direkt tragende Kraftlaststrukturen verwendet werden können. Nachteile: Nietprozess ist komplex, die Herstellung ist kostspielig und arbeitsintensiv und arbeitsintensiv -intensiv, daher wurde es im Grunde ersetzterfolgt durch Schweißen und hochfeste Bolzenverbindung.

VII. Schweißverbindung

(A) Schweißmethoden

Die übliche Schweißmethode für Stahlkonstruktionen ist das Lichtbogenschweißen, einschließlich manuelles Lichtbogenschweißen, automatisches oder halbautomatisches Lichtbogenschweißen und Schutzgasschweißen.

Das manuelle Lichtbogenschweißen ist das am häufigsten verwendete Schweißverfahren im Stahlbau mit einfacher Ausrüstung, flexibler und bequemer Bedienung. Allerdings sind die Arbeitsbedingungen schlecht, die Produktivität geringer als beim automatischen oder halbautomatischen Schweißen und die Schwankung der Schweißqualität ist groß, was in gewissem Maße vom technischen Niveau des Schweißers abhängt.

Automatische Stabilität der Schweißnahtqualität, weniger innere Schweißfehler, gute Plastizität, gute Schlagzähigkeit, geeignet zum Schweißen längerer Direktschweißnähte. Halbautomatisches Schweißen durch manuelle Bedienung, geeignet für Schweißkurven oder beliebige Schweißnahtformen. Beim automatischen und halbautomatischen Schweißen sollte der Hauptkörper aus Metall und Flussmittel mit dem Draht kompatibel sein, der Draht sollte den nationalen Normen entsprechen und das Flussmittel sollte entsprechend den Anforderungen des Schweißprozesses bestimmt werden.

Beim Schutzgasschweißen wird Edelgas (oder CO2) als Schutzmedium für den Lichtbogen verwendet, so dass das geschmolzene Metall von der Luft isoliert wird, um den Schweißprozess stabil zu halten. Beim Schutzgasschweißen ist die Konzentration der Lichtbogenheizung, die Schweißgeschwindigkeit und die Schmelztiefe höher, sodass die Festigkeit der Schweißnaht höher ist als beim Handschweißen. Und gute Plastizität und Korrosionsbeständigkeit, geeignet zum Schweißen von dickem Stahl.

(B) die Form der Schweißnaht

Die Schweißverbindungsform kann entsprechend der gegenseitigen Position der Elemente in Stoß-, Überlappungs-, T-förmige Verbindung und Winkelverbindung sowie weitere vier Formen unterteilt werden. Diese Verbindungen werden bei der Schweißnaht Stumpfnaht und Kehlnaht als zwei Grundformen eingesetzt. In der spezifischen Anwendung sollte entsprechend der Kraft angeschlossen werden, kombiniert mit Herstellungs-, Installations- und Schweißbedingungen zur Auswahl.

1, Stumpfschweißung

Für die Verbindung von Bauteilen sind Stumpfschweißnähte mit direkter Kraftübertragung, glatt, ohne signifikantes Spannungskonzentrationsphänomen und damit guter Leistung zur Aufnahme statischer und dynamischer Lasten anwendbar. Aufgrund der hohen Qualitätsanforderungen an die Stumpfnaht werden jedoch strengere Anforderungen an den Schweißspalt zwischen den Schweißteilen gestellt, die im Allgemeinen bei werksseitig hergestellten Verbindungen verwendet werden.

2, Kehlnaht

Die Form der Kehlnaht: Die Kehlnaht kann entsprechend ihrer Längsrichtung und der Richtung der äußeren Kraft in parallel zur Richtung der Seite der Kraftkehlnaht und senkrecht zur Richtung der Vorderseite der Kraftkehlnaht unterteilt werden und die Richtung der Kraft wird diagonal von der schrägen Kehlnaht und der Umfangsnaht geschnitten.

Die Querschnittsform der Kehlnaht wird weiter in gewöhnliche, flache Schweißnähte und tiefe Schweißnähte unterteilt. In der Abbildung wird hf als Fußgröße der Kehlnaht bezeichnet. Gewöhnliche Querschnittsschweißfußseitenverhältnisse von 1:1, ähnlich dem gleichschenkligen rechtwinkligen Dreieck, ist die Kraftübertragungslinienbiegung intensiver, so dass die Spannungskonzentration schwerwiegend ist. Für die Struktur, die direkt dynamischen Belastungen ausgesetzt ist, sollte für eine reibungslose Kraftübertragung an der vorderen Eckschweißnaht ein Größenverhältnis von 1:1 zu zwei Schweißeckkanten verwendet werden.

VIII. Bolzenverbindung

(A) Aufbau einer gemeinsamen Bolzenverbindung

1, Die Form und Spezifikation der gemeinsamen Schraube

2, die Anordnung der gemeinsamen Bolzenverbindung

Die Anordnung der Schrauben sollte einfach, einheitlich und kompakt sein, um den Kraftanforderungen gerecht zu werden, angemessen konstruiert und einfach zu installieren sein. Es gibt zwei Arten der Anordnung: nebeneinander und versetzt. Die Aneinanderreihung ist einfacher und die versetzte Anordnung kompakter.

(B) die Krafteigenschaften einer gewöhnlichen Schraubenverbindung

1, Scherbolzenverbindung

2, Spannbolzenverbindung

3, Zug- und Scherbolzenverbindung

Hochfeste Bolzenverbindungen können je nach Konstruktion und Kraftanforderungen in Reibungstyp und Drucktyp unterteilt werden. Reibungsartige Verbindung, die der Scherung standhält, außerhalb der Scherkraft, um den maximal möglichen Widerstand zwischen den Platten für den Grenzzustand zu erreichen; wenn mehr als der relative Schlupf zwischen den Platten, d. h. die Verbindung, als fehlerhaft und beschädigt gilt. Die Druckverbindung in der Scherung ermöglicht dann die Überwindung der Reibung und den relativen Schlupf zwischen den Platten, und dann kann die äußere Kraft weiter zunehmen, und danach kommt es zur endgültigen Zerstörung der Schraubenscherung oder des Lochwanddrucks für den Grenzzustand.